【文章內容簡介】 ，有 繼電 器隔離和晶體管隔離。 模 擬 量：按信 號類 型分，有 電 流型（ 420mA,020mA）、 電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 除了上述通用 I/O 外 ，還 有特殊 I/O 模 塊， 如 熱電阻、熱電 偶、 脈沖 等模 塊 。 按 I/O 點數(shù) 確定模 塊規(guī) 格及 數(shù) 量， I/O 模 塊 可多可少，但其最大 數(shù) 受 CPU 所10 能管理的基本配置的能力，即受到最大的底板或機架槽 數(shù)限 制。 PLC 電 源用于 為 PLC 各模 塊的 集成 電 路提供工作 電 源。同 時 ，有 的還為輸 入電 路提供 24V 的工作 電 源。 電源輸 入 類 型有：交流 電 源（ 220VAC 或 110VAC），直流 電 源（常用的 為 24VDC）。 大多 數(shù) 模 塊 式 PLC 使用底板或機架，其作用是： 電 氣 上， 實現(xiàn) 各模 塊間 的 聯(lián)系，使 CPU 能 訪問 底板上的所有模 塊， 機械上， 實現(xiàn) 各模 塊間 的 連 接，使各模 塊構成一 個 整體。 編 程 設備 ， 編 程器是 PLC 開發(fā)應 用、 監(jiān)測運 行、 檢查維護 不可缺少的器件，用于 編 程、 對 系 統(tǒng) 作一些 設 定、 監(jiān) 控 PLC 及 PLC 所控制的系 統(tǒng) 的工作 狀況 ，但它不直接 參 與 現(xiàn)場 控制 運 行。小 編 程器 PLC 一般有手持型 編 程器，目前一般由 計 算機（ 運 行 編 程 軟 件）充 當編 程器。 人機接口，最 簡單 的人機接口是指示 燈 和按 鈕 ，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作 員終 端 應 用越 來 越 廣泛 ，由 計 算機（ 運行組態(tài)軟 件）充 當 人機接口非常普及。 輸 入 輸 出 設備 ，用于永久性地存 儲 用 戶數(shù) 據(jù)，如 EPROM、 EEPROM 寫 入器、 條形 碼閱讀器 ， 輸 入模 擬 量的 電 位器，打印機等。 PLC 的通信 聯(lián) 網(wǎng)，依靠先 進 的 工業(yè) 網(wǎng) 絡 技 術 可以迅速有效地收集、 傳 送生 產(chǎn)和管理 資 料。因此，網(wǎng) 絡 在自 動 化系 統(tǒng) 集成工程中的重要性越 來 越 顯著 ，甚至有人提出 網(wǎng) 絡 就是控制器 的 觀點說 法。 PLC 具有通信 聯(lián) 網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間 、 PLC 與上位 計 算機以及其它智能 設備之間 能 夠 交 換 信息，形成一 個統(tǒng) 一的整體， 實現(xiàn)分 散集中控制。多數(shù) PLC 具有 RS232 接口 ，還 有一些 內 置有支持各自通信 協(xié)議 的接 口。 PLC 的通信 ，還 未 實現(xiàn) 互操作性， IEC 規(guī) 定了多 種現(xiàn)場總線標 準， PLC 各廠家均有采用。 對 于一 個 自 動 化工程 (特 別 是中 大規(guī) ?？刂葡?統(tǒng) )來講 ， 選擇 網(wǎng) 絡 非常重要的。首先，網(wǎng) 絡 必 須 是 開 放的，以方便不同 設備 的集成及未 來 系 統(tǒng)規(guī) 模 的擴 展；其次， 針對不 同網(wǎng) 絡層 次的 傳輸 性能要求， 選擇 網(wǎng) 絡 的形式， 這 必 須在較 深入地了解 該網(wǎng)絡標 準 的協(xié)議 、機制的前提下 進 行；再次 ，綜 合考 慮 系 統(tǒng) 成本、 設備 兼容性、 現(xiàn)場環(huán) 境適用性等具體 問題， 確定不 同層 次所使用的網(wǎng) 絡標 準。 11 總 體 設計 方案 為實現(xiàn) 自 動 化必 須 根據(jù)板材自 動 精確剪切加工的工作特 點 及 動 作 要 求進 行設計 ,因此本方案采用了可 編 程控制器 來實現(xiàn)對 自 動 剪板機的控制， 設計 思想如圖 3 所示。 圖 22 總 體 設計 方案 簡圖 3 自 動 剪板機的 PLC 控制系 統(tǒng)設計 系 統(tǒng)主電 路 設計 設計進 料機構 E 用交流 電 機 帶動 送料 皮帶 ， 傳 送 皮帶 送料只向一 個 方向 運動 ，只要求 電 機向一 個 方向旋 轉 即可， 輕負載 小工率 電動 機可直接起 動 ，用熔 斷 器和 熱繼電 器作短路、超 載 保 護 。使待剪板料自 動 快速 穩(wěn) 定 地輸 送到剪切位置。 設計壓 料機構 B 壓塊 B 的作用是 壓緊 板料，以利于剪切刀 切斷板 料， 壓塊 B 又上升和下降 兩種 運動 ，要求 帶動壓塊 的 電動 機具有正反 轉運動 ，控制 電 路有 聯(lián)鎖 保 護 、用熔 斷器和 熱繼電 器作短路、超 載 保 護 。 全自動剪板機控制系統(tǒng) 機械部分 電氣部分 送料機構 壓料機構 卸料機構 小車機構 PLC 電 機 電 路 工作電路 工作電源 軟件部分 12 3M 圖 31 電 機正反 轉主電 路 所 謂聯(lián)鎖 控制是指，凡是生 產(chǎn)在線 某些 環(huán)節(jié) 或一臺 設備 的某些部件 之間 具有相互制 約 或相互配合的控制均 稱為聯(lián)鎖 控制， 聯(lián)鎖 控制包括：自 鎖 控制、互 鎖 控制、正常工作與 點動 的 聯(lián)鎖 控制、 實現(xiàn) 按 順 序工作 時 的控制。 電 機正反 轉就 需要互 鎖 控制。 剪切刀 剪切刀 有兩 種 運動 ，下行 切斷 板 料，然后上升復位， 帶動 剪切刀機構的 電動機也 應 具有正反 轉 ，用熔 斷 器和 熱繼電 器作短路、超 載 保 護 。 根據(jù) 電 機控制要求，其 電 機正反 轉主電 路 圖 如 圖 31 所示，程序流程 框圖 如圖 32 所示。 13 1 2 3 4ABCD4321DCBA開始輸出口初始化，關閉電機按下啟動按鈕了嗎？電機正轉正轉到限了嗎？松開啟動按鈕了嗎？關閉電機Y關閉電機，延時 8 秒電機反轉反轉到限了嗎？松開啟動按鈕了嗎？關閉電機Y關閉電機，延時 8 秒NNNNYYYN 圖 32 電 機正反 轉 程序流程 框圖 電 機正反 轉 控制 PLC 設計討論 ： 1） 電力 拖 動 是指 對電動 機的控制，采用 繼電 器 接觸器控制，都有自己的基本控制 電 路。采用 PLC 控制也 應該 有自己的基本控制 環(huán)節(jié) ， 為 此而提出 電 機正反 轉 控制 PLC 設計討論 ， 尋 找其 較 好的控制方案。 2） 繼電 器 接觸器 電氣 控制原理： 繼電 器 接觸器 電氣 控制原理如 圖 33 所示。上、下 兩圖 比 較 ，不管是 電 器組 件、觸 點數(shù) 量、 連 接 導線 的 數(shù) 量都是一 樣 的，分 別 是 5 只、 9 個 、 13 條 。按 鈕聯(lián) 機也是 6 根，但上 圖 的按 鈕 和接觸器 聯(lián) 機 較 集中， 從維 修的角度看要比下 圖 優(yōu)越。 14 3） 組 件的代 號意義 SB0—— 磨姑 頭急 停按 鈕 。 5SB 5SB2—— 正反 轉啟 /停按 鈕 。 5KM1—— 正 轉 接觸器。 5KM2—— 反 轉 接觸器。 其中的 5KM1 和 5KM2 要求 選用帶 機械 聯(lián)鎖 的交流接觸器。 圖 33 繼電 器 接觸器 電氣 控制原理 4） 電 器 組 件的工作情 況 正 轉啟動 —— 撳 5SB1， 5KM1 得 電動 作，其中一 個 觸 點 自 鎖 ，另 一 個 觸 點則用于互 鎖 ，即 斷開 5KM2 的 線 圈回路。 反 轉啟動 —— 撳 5SB2，首先是 5KM1 失 電 ，其互 鎖 觸 點 恢 復閉 合，才是 5KM2得 電動 作，其中一 個 觸 點 自 鎖 ，另一 個 觸 點則 用于互 鎖 ，即 斷開 5KM1 的 線 圈回路。 再次正 轉啟動 —— 撳 5SB1，首先是 5KM2 失 電 ，其互 鎖 觸 點 恢 復閉 合，才是5KM1 得 電動 作，其中一 個 觸 點 自 鎖 ，另一 個 觸 點則 用于互 鎖 ，即 斷開 5KM2 的 線圈回路。 設計 小 車 送料 裝 置 15 為實現(xiàn) 板料自 動輸 送到下一工位并返回 ,可采用交流 電 通 過帶傳動帶動驅動軸 ,驅動 行走 輪來 完成小 車 往返各機構的 運動動 力 來 自 電 機 ,根據(jù)控制的特 點 和經(jīng)濟性 要求 ,用交流 電 機 來實現(xiàn)進 料、小 車 送料、托架下料，采用伺服 電 機控制擋 料器精確定 長 。 伺服 電機內 部的 轉 子是永磁 鐵 ， 驅動 器控制的 U/V/W 三相 電 形成 電 磁 場，轉子在此磁 場的作 用下 轉動 ，同 時電 機自 帶 的 編碼 器回 饋 信 號給驅動 器， 驅動 器根據(jù)回 饋 值與目 標 值 進 行比 較 ， 調 整 轉 子 轉動 的角度。伺服 電 機的精度 決定 于 編碼器的精度（ 線數(shù) ）。 交流伺 服驅動裝 置在 傳動領 域 的發(fā) 展日新月異。而且永磁交流伺服 電動 機同直流伺服 電動 機比 較 ，主要優(yōu) 點 有： 1） 無電 刷和 換 向器，因此工作可靠， 對維護 和保 養(yǎng) 要求低。 2）定子 繞組 散 熱 比 較 方便。 3） 慣 量小，易于提高系 統(tǒng) 的快速性。 4） 適應 于高速大力矩工作 狀態(tài) 。 伺服